El litio forma cationes porque su energía de ionización es relativamente baja (520 kJ / mol); El berilio no forma cationes porque su energía de ionización es relativamente alta (900 kJ / mol). Pero esto es esencialmente reafirmar la pregunta, y probablemente no sea lo que estaba buscando. Sigue leyendo.
¿Qué explica si un metal forma o no cationes? Se forma un catión cuando un metal está “dispuesto” a ceder electrones a un no metal. La energía de ionización de un átomo mide su falta de voluntad para abandonar un electrón: es la cantidad de energía por mol requerida para arrastrar un electrón a una distancia infinita del átomo. Numerosos factores químicos y físicos influyen en la energía de ionización de un átomo. Los más relevantes son el radio atómico y la carga nuclear efectiva:
- radio atómico : a medida que aumenta el radio atómico, los electrones de valencia tienden a encontrarse más lejos del núcleo; Esto significa que están sujetos al núcleo con menos fuerza (la fuerza de atracción entre los protones en el núcleo y el electrón de valencia ocurre a una distancia mayor).
- carga nuclear efectiva : la fuerza que empuja los electrones de valencia hacia el núcleo no es en realidad la fuerza de atracción total ejercida por los protones en el núcleo. Si un átomo contiene electrones en múltiples niveles de energía, entonces los electrones internos protegen a los electrones de valencia de la fuerza del núcleo (en términos generales, cada electrón interno “cancela” uno de los protones en el núcleo). Por lo tanto, la fuerza real ejercida por el núcleo sobre los electrones de valencia se basa aproximadamente en el número de protones menos el número de electrones internos.
Ahora, tenga en cuenta que en comparación con el litio, que forma cationes, el berilio tiene un radio atómico más pequeño (Li: 152 pm; Be: 112 pm) y una carga nuclear efectiva más grande (Li: 3 protones – 2 electrones internos = 1+; Be: 4 protones – 2 electrones internos = 2+). Por lo tanto, en ambos casos, el berilio retiene sus electrones con más fuerza que el litio. El resultado final es que, mientras que el litio puede formar enlaces iónicos, el berilio no.
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¿Qué sucede realmente cuando el berilio intenta unirse con un no metal? Ingenuamente, podría postular que el berilio y el cloro formarían el compuesto iónico BeCl2. Por lo general, el cloro (un elemento muy electronegativo) atraería los electrones de valencia de un metal con tanta fuerza hacia él que los electrones se transferirían efectivamente del metal al cloro; el catión y el anión resultantes formarían un compuesto iónico. Pero en el caso del berilio, el metal también tira de los electrones razonablemente fuerte, lo que resulta en un “estancamiento”: el berilio y el cloro deciden compartir los electrones, formando un enlace covalente (este proceso se llama polarización).
Finalmente, tenga en cuenta que los tipos de enlace forman un espectro: puede pensar en un enlace iónico como un caso extremo de un enlace covalente, donde en lugar de electrones compartidos cerca de 50:50, los electrones se comparten cerca de 0: 100. Dónde marcar el “límite” es completamente arbitrario, pero con el tiempo se han desarrollado convenciones y los químicos tienen ideas relativamente claras sobre lo que quieren decir con covalente no polar (compartir cerca de 50:50), iónico (compartir cerca de 0: 100), y polar covalente (en algún punto intermedio). Aún así, existe cierta ambigüedad: por ejemplo, algunos químicos afirman que el HF (ácido fluorhídrico) es iónico, algunos que el HF es covalente.
